RS485 là gì?

RS485 là một phương thức giao tiếp nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị trong ngành công nghiệp, viễn thông, POS,… Hay còn được gọi là TIA-485 (-A) hoặc EIA-485. RS485 còn được đặc biệt sử dụng ở các môi trường nhiễu có phạm vi đường truyền rộng lớn, đường cáp đi đường dài trong môi trường nhiễu.

RS485 không chỉ đơn thuần là giao diện đơn lẻ mà nó chính là tổ hợp truyền thông có khả năng tạo ra các mạng đơn giản của nhiều thiết bị. Chuẩn giao tiếp RS485 có thể kết nối max lên đến 32 thiết bị trên một cặp dây đơn và một hệ thống dây nối đất ở khoảng cách lên đến 1200m.

Cáp chuyển đổi USB to RS485

Cấu tạo của RS485

Cáp RS485 được cấu tạo rất đơn giản, chỉ từ các sợi dây nhỏ được xoắn lại với nhau theo từng cặp nối dài. Tuy nhiên, chính cấu tạo này lại sinh ra một nhược điểm nghiêm trọng, khi hiện tượng nhiễu xuất hiện ở 1 cặp dây thì ngay lập tức cặp dây khác cũng sẽ bị kéo theo. Điều này dẫn đến điện áp hoạt động giữa 2 dây sẽ không có quá nhiều sự chênh lệch, bộ phận thu của RS485 vẫn có thể nhận được tín hiệu vì bộ thu đã loại bỏ hết được hiện tượng nhiễu.

Bên ngoài các sợi cáp xoắn là lớp vỏ bọc được làm bằng nhựa PVC dùng để phân biệt tín hiệu, có tính cách ly điện cực. Đáp ứng được nhiệt độ dao động từ -10 độ C đến 75 độ C.

Nguyên lý hoạt động

Dữ liệu khi được truyền qua 2 dây trong trạng thái xoắn lại với nha, dây này được gọi là cáp xoắn. Khi dây xoắn lại có khả năng chống nhiễu cao và tín hiệu đường truyền sẽ tốt hơn. Trong mạng RS485 được chia thành 2 cấu hình: Cấu hình 2 dây ( hệ thống bán song công), cấu hình 4 dây ( hệ thống song công toàn phần).

Sơ đồ cấu hình 2 dây

Đối với cấu hình 2 dây, dữ liệu sẽ được truyền đi theo một hướng tại một thời điểm nhất định. Với kiểu thiết lập này, tín hiệu TX và RX sẽ cùng nhau dùng chung một cặp dây duy nhất giúp người sử dụng tiết kiệm được chi phí cài đặt.

Nhìn vào hình trên, ta thấy được rằng hệ thống phát và hệ thống thu sẽ được kết nối với nhau tại mỗi nút của một cặp xoắn. Tuy nhiên, cấu hình 2 dây lại làm giới hạn các nút tại cặp xoắn nên người sử dụng phải chú ý đến độ trễ quay vòng.

Sơ đồ cấu hình 4 dây

Cấu hình này hoạt động khác với cấu hình 2 dây, dữ liệu truyền đến và truyền đi đồng thời từ các nút, đồng thời nhận và truyền dữ liệu. 2 dây sẽ có nhiệm vụ truyền, 2 dây còn lại sẽ có nhiệm vụ nhận.

Trong sơ đồ này, cổng chính và máy phát sẽ kết nối với nút nhận dữ liệu trên cặp xoắn. Tuy nhiên, sơ đồ này bị giới hạn trong giao tiếp chính và phụ, hay hiểu đơn giản chính là bị giới hạn tại nơi các nút không thể nhận tín hiệu từ nhau.

Ưu điểm

Cải thiện được các điểm yếu của chuẩn RS232 trước đó.
Có thể giao tiếp, kết nối cùng lúc nhiều máy phát trên cùng hệ thống mạng.
Kết nối được nhiều thiết bị trên cùng một hệ thống mạng.
Đối với điện trở đầu vào 12Ω thì sẽ kết nối được với 32 thiết bị. Hoặc các đầu vào có điện trở khác cũng có thể kết nối lên đến 256 thiết bị.
Khi RS485 kết nối với các thiết bị ở khoảng cách xa có thể dùng thêm bộ lặp để tăng số lượng thiết bị kết nối.
Mỗi tín hiệu kết nối với hai dây tín hiệu sẽ truyền nhanh với khoảng cách xa hơn.

Nhược điểm

Cùng lúc truyền nhiều thiết bị trên cùng một dây thì thời gian đáp ứng sẽ chậm.
Các thiết bị kết nối phải chung chuẩn RS485 thay cho Analog hiện hữu.
Cần có kiến thức về RS485 để sử dụng.